Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho tòa nhà 11 tầng

Giới thiệu

Tổng quan

Tên công trình: Khu dân cư theo quy hoạch xã Vĩnh Thanh.

Vị trí: Xã Vĩnh Thanh, huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai.

Chủ thầu: Công ty TNHH thương mại và dịch vụ Mai Oanh. Đơn vị thiết kế: CÔNG TY TNHH XÂY DỰNG THANH BÌNH.

Quy mô: 11 tầng và thêm 2 tầng hầm, 1 tầng trệt.

1.1.2 Giới thiệu hệ thống cung cấp điện cho công trình a Phạm vi công việc

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho công trình bao gồm 4 công việc chính, cụ thể:

Thiết kế hệ thống cấp điện, hệ thống chiếu sáng

Tính toán, lựa chọn trạm biến áp

Tính toán, lựa chọn máy phát điện.

Thiết kế hệ thống chống sét và nối đất. b Mục tiêu thiết kế

Cung cấp điện nhằm đảm bảo an toàn và tin cậy cho toàn bộ phụ tải điện trong công trình Phụ tải điện trong công trình bao gồm:

 Hệ thống chiếu sáng và động lực cho tầng hầm, khu dịch vụ và thương mại

 Hệ thống điều hòa không khí (hệ Chiller) khu dịch vụ và thương mại

 Hệ thống thông gió tầng hầm

 Bơm sự cố tầng hầm, bơm tăng áp…

 Quạt điện hút khói tầng hầm khi xảy ra sự cố.

Nguồn cung cấp điện cho công trình chủ yếu được lấy từ lưới điện trung thế hiện tại, kết nối đến trạm biến áp Bên cạnh đó, công trình còn được trang bị một trạm máy phát điện dự phòng, nhằm đảm bảo cung cấp điện liên tục cho 70% công suất của toàn bộ phụ tải.

1.1.3 Tổng quan hệ thống cung cấp điện

Hê ̣thống cung cấp điên bao g ̣ồm những thành phần sau:

 Phụ tải điện a Các nhà máy điện

Các nhà máy sản xuất điên năng từ các nguồn năng lượng khác nhau (dầu, than đá, nhiệt năng, hạt nhân )

Các tram biến áp: máy phát điện nối nhà máy điện với hê ̣thống truyền tải qua các máy biến áp tăng áp. b Lưới truyền tải

Lưới truyền tải chuyển điện năng đi xa từ nhà máy điện tới lưới phân phối, khoảng điện áp của lưới này từ 230kV – 1100kV.

Hê ̣thống truyền tải giảm điện áp xuống khoảng 36kV – 230kV.

Các hê ̣thống truyền tải chuyển điện năng từ lưới truyền tải đến lưới phân phối. c Lưới phân phối

Giảm điện áp xuống điện áp cơ bản của lưới phân phối.

Hê ̣thống phân phối nhân điện năng từ lưới phân phối qua các máy biến áp phân phối Điện áp khoảng 4,16kV – 34,5kV.

Máy biến áp phân phối chuyển đổi xuống điện ̣ áp sử dụng và chuyển tới khách hàng sử dụng điện. d Phụ tải điện

Là các hô ̣tiêu thụ điện hoặc tiếp dùng điện Phân loại về các hộ tiêu thụ điện được trình bày ở mục sau.

1.1.4 Đặc điểm của các nhóm hộ tiêu thụ điện

Hộ tiêu thụ điện là một phần thiết yếu trong hệ thống cung cấp điện, nằm ở vị trí cuối cùng Dựa vào mức độ quan trọng của phụ tải điện, hộ tiêu thụ được chia thành ba loại khác nhau Trong đó, hộ loại 1 là nhóm tiêu thụ có tầm quan trọng cao nhất.

Là hộ tiêu thụ, việc ngừng cung cấp điện không chỉ đe dọa tính mạng con người mà còn gây thiệt hại kinh tế nghiêm trọng, như hư hỏng máy móc, thiết bị, sản xuất phế phẩm, và tạo ra chi phí lớn cho việc khởi động lại động cơ Hơn nữa, sự cố này còn ảnh hưởng đến lĩnh vực chính trị và quốc phòng.

Hộ loại 1 bao gồm các cơ sở quan trọng như nhà máy hóa chất, sân bay, bến cảng, văn phòng chính phủ, quốc hội, phòng mổ, cấp cứu của bệnh viện, lò luyện thép, hệ thống ra đa quân sự và trung tâm máy tính Để đảm bảo hoạt động liên tục, hộ loại 1 cần được cung cấp điện từ hai nguồn độc lập hoặc có nguồn dự phòng nóng.

Hộ tiêu thụ có thể gặp thiệt hại kinh tế nghiêm trọng khi bị ngừng cung cấp điện, bao gồm hư hỏng thiết bị máy móc, phát sinh phế phẩm và ngừng trệ sản xuất.

Ví dụ cho hộ loại 2 là nhà máy cơ khí, nhà máy thực phẩm, khách sạn lớn, trạm bơm

Cung cấp điện cho hộ loại 2 thường đi kèm với nguồn dự phòng, do đó cần so sánh giữa chi phí đầu tư cho nguồn dự phòng và lợi ích kinh tế từ việc duy trì liên tục nguồn cung điện Đối với hộ loại 3, việc đảm bảo nguồn điện ổn định cũng là một yếu tố quan trọng cần xem xét.

Là những hộ tiêu thụ còn lại như khu dân cư, trường học, phân xưởng phụ, nhà kho của các nhà máy, cửa hàng nhỏ lẻ

1.2 Những yêu cầu khi thiết kế cung cấp điện

Mục tiêu chính của thiết kế cung cấp điện là đảm bảo hộ tiêu thụ nhận đủ lượng điện năng cần thiết với chất lượng cao Một số yêu cầu quan trọng bao gồm việc cung cấp điện ổn định, an toàn và hiệu quả cho người sử dụng.

Độ tin cậy trong cung cấp điện phụ thuộc vào loại hộ tiêu thụ Trong điều kiện cho phép, việc lựa chọn phương án cung cấp điện với độ tin cậy cao nhất là ưu tiên hàng đầu.

Chất lượng điện được xác định thông qua hai chỉ số chính: tần số và điện áp Tần số được điều chỉnh bởi cơ quan quản lý hệ thống điện, trong khi điện áp cần được duy trì ổn định để đảm bảo hiệu suất sử dụng Chỉ những hộ tiêu thụ lớn, như các nhà máy, mới có khả năng tác động trực tiếp đến các chỉ tiêu này.

Các hệ thống điện có công suất từ MW trở lên cần chú trọng đến chế độ vận hành hợp lý để duy trì ổn định tần số Do đó, thiết kế cung cấp điện thường chỉ cần đảm bảo chất lượng điện áp cho khách hàng Điện áp tại lưới trung áp cho phép dao động trong khoảng ± 5% so với giá trị định mức Tuy nhiên, đối với các phụ tải yêu cầu cao về chất lượng điện áp như nhà máy hóa chất, điện tử và cơ khí chính xác, điện áp chỉ được phép dao động trong khoảng ± 2,5%.

Để đảm bảo an toàn cung cấp điện, hệ thống điện cần được vận hành một cách an toàn cho cả người sử dụng và thiết bị Người thiết kế phải lựa chọn sơ đồ cung cấp điện hợp lý, rõ ràng để tránh nhầm lẫn trong quá trình vận hành Việc chọn đúng loại và công suất thiết bị điện là rất quan trọng Công tác xây dựng và lắp đặt hệ thống cung cấp điện cũng ảnh hưởng lớn đến độ an toàn Cuối cùng, việc quản lý và vận hành hệ thống điện đóng vai trò đặc biệt quan trọng, và người sử dụng cần tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về an toàn sử dụng điện.

Khi so sánh các phương án cung cấp điện, chỉ tiêu kinh tế chỉ được xem xét sau khi các chỉ tiêu kỹ thuật đã được đáp ứng Đánh giá kinh tế dựa vào tổng vốn đầu tư, chi phí vận hành và thời gian thu hồi vốn Việc này yêu cầu tính toán và so sánh tỉ mỉ giữa các phương án để xác định phương án tối ưu nhất.

1.3 Các bước thiết kế cung cấp điện cho tòa nhà

Tùy thuộc vào quy mô của công trình, quy trình thiết kế cung cấp điện có thể được chia thành các bước chi tiết hoặc gộp lại với nhau Dưới đây là các bước cơ bản trong thiết kế cung cấp điện.

Bước 1: Khảo sát và thu thập dữ liệu ban đầu.

+ Nhiệm vụ mục đích thiết kế cung cấp điện

+ Đặc điểm về công năng của công trình sẽ được cung cấp điện

+ Dữ liệu về nguồn điện: công suất, hướng cấp điện, khoảng cách đến hộ tiêu thụ

+ Dữ liệu về phụ tải: công suất, phân bố, phân loại hộ tiêu thụ.

Bước 2: Tính phụ tải tính toán

+ Danh mục thiết bi ̣điện

+ Tính phụ tải động lực

+ Tính phụ tải chiếu sáng.

Bước 3: Chọn trạm biến áp, trạm phát điện

+ Dung lượng, số lượng, vị trí của trạm biến áp, trạm phân phối

+ Số lượng, vị trí của tủ phân phối, tủ động lực ở mạng hạ áp.

Bước 4: Xác định phương án cung cấp điện

+ Sơ đồ nguyên lý cấp điện trung áp, hạ áp

Bước 5: Tính toán ngắn mạch

+ Tính toán ngắn mạch trong mạng cao áp

+ Tính toán ngắn mạch trong mạng hạ áp

Bước 6: Lựa chọn các thiết bị điện

+ Lựa chọn máy biến áp

+ Lựa chọn tiết diện dây dẫn

+ Lựa chọn thiết vị điện cao áp

+ Lựa chọn thiết bị điện hạ áp

Bước 7: Tính toán chống sét và nối đất

+ Tính toán chống sét cho trạm biến áp

+ Tính toán chống sét cho đường dây cao áp

+ Tính toán nối đất trung tính của máy biến áp hạ áp

Bước 8: Tính toán tiết kiệm điện và nâng cao hê ̣số công suất

+ Các phương pháp tiết kiệm điện và nâng cao hê ̣số công suất tự nhiên

+ Phương pháp bù bằng tụ điện bù : xác định dung lượng bù, phân phối tụ điện bù trong mạng cao áp và hạ áp

Bước 9: Bảo vê ̣rơle và tự đông hóa

+ Bảo vê ̣rơle cho máy biến áp, đường dây cao áp, các thiết bi ̣điện có công suất lớn, quan trọng

+ Các biện pháp tự động hóa

+ Các biện pháp thông tin điều khiển.

Bước 10: Hồ sơ thiết kế cung cấp điện

+ Bảng thống kê các dữ liệu ban đầu

+ Bản vẽ mặt bằng công trình và phân bố phụ tải

+ Bản vẽ sơ đồ nguyên lý cung cấp điện mạng cao áp, mạng hạ áp, mạng chiếu sáng

+ Bản vẽ mặt bằng và sơ đồ đi dây cung cấp điện mạng cao áp, mạng hạ áp, mạng chiếu sáng.

+ Bản vẽ chi tiết các bộ phận như bảo vê ̣rơle, đo lường, tự động hóa, nối đất, thiết bi ̣ chống sét

+ Các chỉ dẫn về vận hành và quản lý hê ̣thống cung cấp điện

Các bước thiết kế cung cấp điện cho tòa nhà

2.1 Tổng quan về chiếu sáng

2.1.1 Khái niệm về ánh sáng và các đại lượng đo ánh sáng a Khái niệm về ánh sáng

Sóng điện từ là hiện tượng lan truyền theo đường thẳng của điện trường và từ trường, tuân theo các định luật truyền sóng, phản xạ và khúc xạ Ảnh hưởng của sóng điện từ khác nhau tùy thuộc vào năng lượng được truyền, tức là bước sóng của chúng Ánh sáng, một loại sóng điện từ mà mắt người có thể cảm nhận, có bước sóng trong khoảng 380nm đến 780nm.

Cường độ ánh sáng, được đo bằng đơn vị nến (Cd), thể hiện khả năng phát quang của ánh sáng.

Candela là đơn vị đo cường độ sáng theo một phương nhất định của nguồn phát bức xạ đơn sắc với tần số 540.10^12 Hz (λ = 555nm), tương ứng với cường độ 1/683 W/Sr.

 Quang thông –  Đại lượng đo quang cơ bản là quang thông Lumen là là quang thông do nguồn phát ra trong một góc đặc bằng một steradian

Quang thông là đặc tính của nguồn sáng, đơn vị đo là lumen (lm).

 Độ rọi - E Độ rọi là đặc tính của mặt nhận ánh sáng từ nguồn sáng chiếu tới, đơn vị đo lux (lx) Ta có quan hệ:

Tính toán chiếu sáng

Tính toán phụ tải điện

Các đại lượng và hệ số tính toán thường gặp

3.1.1 Các đại lượng thường gặp a Công suất định mức

Công suất định mức (Pđm) là công suất điện đầu vào của thiết bị ứng với điện áp đặt vào thiết bị bằng điện áp định mức.

Công suất đặt được tính như sau:

Pđ: công suất đặt của động cơ điện, kW.

Pđm: công suất định mức của động cơ điện, kW. η: hiệu suất định mức của động cơ điện.

Thông thường η = 0,8 - 0,95 nên để đơn giản trong thiết kế coi Pđ = Pđm. b Phụ tải trung bình

Phụ tải trung bình (Ptb) là đặc trưng tĩnh của phụ tải trong một khoảng thời gian nhất định, giúp đánh giá tổng phụ tải của các thiết bị Thông qua tổng phụ tải trung bình, chúng ta có thể xác định giới hạn của phụ tải tính toán một cách chính xác.

∆P, ∆Q: điện năng tiêu thụ trong khoảng thời gian khảo sát (kW, kVAr). t là thời gian khảo sát (h).

Phụ tải trung bình của nhóm thiết bị được tính theo công thức sau:

Phụ tải trung bình được xác định dựa trên thời gian khảo sát trong một ca làm việc, một tháng hoặc một năm Đây là một chỉ số quan trọng giúp xác định phụ tải tính toán Bên cạnh đó, phụ tải cực đại cũng cần được xem xét để đánh giá hiệu suất hoạt động.

Phụ tải cực đại chia ra làm 2 nhóm:

Phụ tải cực đại (P max) là phụ tải trung bình lớn nhất được tính trong khoảng thời gian ngắn (5, 10, 30 phút) tương ứng với ca làm việc có phụ tải lớn nhất trong ngày Phụ tải cực đại thường được sử dụng để làm cơ sở cho các tính toán, xác định tổn thất công suất lớn nhất, cũng như lựa chọn thiết bị điện và dây dẫn, cáp điện theo điều kiện mật độ dòng điện kinh tế.

Phụ tải đỉnh nhọn (P đm ): là phụ tải cực đại xuất hiện trong khoảng 1 -

Phụ tải đỉnh nhọn là yếu tố quan trọng trong việc kiểm tra dao động điện áp và điều kiện khởi động của động cơ Nó cũng giúp đánh giá tình trạng làm việc của cầu chì và dòng điện khởi động của rơ le bảo vệ Phụ tải đỉnh nhọn thường xuất hiện khi động cơ khởi động, và không chỉ chỉ số của nó mà tần suất xuất hiện cũng cần được chú ý Sự gia tăng tần suất phụ tải đỉnh nhọn có thể ảnh hưởng tiêu cực đến hoạt động của các thiết bị khác trong mạng điện.

Phụ tải tính toán (Ptt) là chỉ số quan trọng trong thiết kế cung cấp điện, đại diện cho phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với hiệu ứng nhiệt lớn nhất của phụ tải thực tế Điều này có nghĩa là Ptt làm nóng dây dẫn đến nhiệt độ tối đa mà phụ tải thực tế gây ra Việc lựa chọn thiết bị điện dựa trên phụ tải tính toán giúp đảm bảo an toàn cho các thiết bị trong mọi trạng thái vận hành, đặc biệt là về mặt phát nóng Mối quan hệ giữa phụ tải tính toán và các phụ tải khác được thể hiện qua bất đẳng thức cụ thể.

Ptb≤ Ptt ≤ Pmax. e Công suất biểu kiến (S)

Công suất biểu kiến của một tải, như một thiết bị, được xác định từ công suất định mức của nó và có thể cần điều chỉnh cho các động cơ Hệ số sử dụng cũng là yếu tố quan trọng trong việc tính toán này.

3.1.2 Các hệ số tính toán thường gặp a Hệ số phụ tải

Hệ số phụ tải (kpt), hay còn gọi là hệ số mang tải, là tỷ lệ giữa công suất thực tế và công suất định mức Hệ số này thường được xem xét trong một khoảng thời gian nhất định để đánh giá hiệu suất sử dụng năng lượng.

Hệ số phụ tải có thể được tính toán từ đồ thị phụ tải, cho thấy mức độ sử dụng và khai thác thiết bị trong khoảng thời gian cụ thể Bên cạnh đó, hệ số cực đại cũng là một yếu tố quan trọng cần xem xét.

Hệ số cực đại (kmax) là tỷ số giữa phụ tải tính toán và phụ tải trung bình trong khoảng thời gian đang xét.

Hệ số cực đại được xác định bởi hệ số thiết bị hiệu quả nhq, hệ số sử dụng ksd và các yếu tố đặc trưng cho chế độ làm việc của các thiết bị trong nhóm Số lượng thiết bị hiệu quả cũng đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu suất hoạt động.

Số thiết bị hiệu quả nhq là số thiết bị giả định có cùng công suất và chế độ làm việc, được tính toán dựa trên phụ tải tính toán của nhóm phụ tải thực tế, bao gồm các thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau Công thức tính nhq liên quan đến hệ số sử dụng, giúp tối ưu hóa hiệu quả hoạt động của các thiết bị.

Hệ số sử dụng lớn nhất (ku) là tỷ lệ giữa công suất yêu cầu lớn nhất (Pyc) và công suất điện định mức (Pđm) của mỗi thiết bị tiêu thụ điện Hệ số này cần được áp dụng cho từng phụ tải riêng biệt, đặc biệt là các động cơ, do chúng thường không hoạt động với tải tối đa Hệ số sử dụng phản ánh mức độ khai thác công suất của thiết bị điện trong suốt chu kỳ làm việc.

Hệ số sử dụng thường được tra trong sổ tay. e Hệ số đồng thời

Trong thực tế, các phụ tải hiếm khi hoạt động đồng thời Hệ số đồng thời ks của nhóm thiết bị điện được xác định bằng tỷ số giữa công suất tính toán PttΣ và tổng công suất yêu cầu của từng thiết bị trong nhóm ΣPyci.

Các phương pháp xác định phụ tải tính toán

3.2.1 Theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

2 2 cos tt tt tt tt

Một cách gần đúng có thể lấy Pđ = Pđm do đó:

Pđi, Pđmi: công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i (kW).

Ptt, Qtt, Stt là các chỉ số quan trọng trong tính toán công suất của nhóm thiết bị, bao gồm công suất tác dụng (kW), công suất phản kháng (kVAr) và công suất toàn phần (kVA) Trong đó, n đại diện cho số lượng thiết bị trong nhóm.

Nếu các thiết bị trong nhóm có hệ số công suất cosφ khác nhau, cần tính toán hệ số công suất trung bình bằng công thức trung bình.

1 2 cos cos cos cos n n tb n

Hệ số nhu cầu thường được tra trong các sổ tay.

3.2.2 Theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích

P 0 : suất phụ tải trên 1m2 diện tích (W/m2).

Giá trị p0 có thể được tra trong các sổ tay.

Phương pháp thiết kế này mang lại hiệu quả gần đúng và thường được áp dụng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ Nó cũng hữu ích trong việc tính toán phụ tải cho các phân xưởng có mật độ máy móc sản xuất phân bố tương đối đồng đều, chẳng hạn như phân xưởng gia công cơ khí, dệt, sản xuất ô tô và vòng bi.

3.2.3 Theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm

M: số đơn vị được sản xuất ra trong 1 năm (sản lượng). w 0 : suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm (kWh/dvsp).

T max : thời gian sử dụng công suất lớn nhất (h).

Phương pháp này thường được áp dụng để tính toán cho các thiết bị điện có đồ thị phụ tải ổn định như quạt gió, bơm nước, máy nén khí và thiết bị điện phân Trong trường hợp này, phụ tải tính toán gần tương đương với phụ tải trung bình, mang lại kết quả tính toán tương đối chính xác.

3.2.4 Theo hệ số cực đại kmax và công suất trung bình

Khi thiếu số liệu cần thiết để áp dụng các phương pháp đơn giản, hoặc khi cần nâng cao độ chính xác của phụ tải tính toán, phương pháp tính theo hệ số cực đại là lựa chọn phù hợp.

Công thức tính: max tt sdđm

P đm : công suất định mức, kW. k max , k sd : hệ số cực đại và hệ số sử dụng, tra trong bảng hoặc hình vẽ trong sổ tay.

Phương pháp này cho kết quả chính xác nhờ vào việc xem xét nhiều yếu tố quan trọng, bao gồm số lượng thiết bị trong nhóm, công suất của thiết bị lớn nhất, và sự khác biệt trong chế độ làm việc của chúng.

3.2.5 Theo hệ số sử dụng lớn nhất, hệ số đồng thời và công suất của thiết bị

Công thức tính: tt u sđm

P = k u k P, trong đó k u là hệ số sử dụng lớn nhất của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, có thể tra cứu trong sổ tay Hệ số đồng thời k s của nhóm thiết bị cũng được tra cứu trong sổ tay hoặc các tiêu chuẩn liên quan.

P đm : công suất định mức của thiết bị, kW

Loại tải Hệ số sử dụng Động cơ điện 0,75

Sưởi, nước nóng, điều hòa,bơm nước, thông gió, 1 Ổ cắm Phụ thuộc tải

Bảng 2 Hệ số sử dụng của một số loại tải

Số căn hộ Hệ số đồng thời k s Số căn hộ Hệ số đồng thời k s

Bảng 3 Hệ số đồng thời trong chung cư, nhà cao tầng

Số mạch Hệ số đồng thời ks

2 hoặc 3 (Tủ được kiểm nghiệm toàn bộ) 0,9

Tủ được kiểm nghiệm một phần 1,0

Bảng 4 Hệ số đồng thời cho tủ phân phối (IEC 60439)

Chức năng Hệ số đồng thời ks

Sưởi và máy lạnh 1 Ổ cắm ngoài 0,2 tới 0,3

- Cho động cơ mạnh nhất 1

Bảng 5 Hệ số đồng thời ks theo các chức năng của mạch.

Tính toán công suất phụ tải cho tòa nhà

3.3.1 Tính toán phụ tải khu thương mại dịch vụ và nhóm phụ tải chung cho toàn tòa nhà a Nhóm phụ tải sinh hoạt

Dạng tải Suất phụ tải

Khu để xe tầng hầm 4 75

Kho, sảnh, hành lang, cầu thang bộ 4 100

Phòng kỹ thuật điện, nước, điều hòa thông gió

Công việc hành chính, văn phòng 15 500

Bảng 6 Tiêu chuẩn độ rọi

Dạng tải Suất phụ tải

Khu để xe tầng hầm 5

Văn phòng 20 Theo mục 5.3/b - TCVN

Với khu thương mại có nhà hàng ăn cần cộng thêm công suất điện của khu bếp.

Bảng 7 Suất phụ tải ổ cắm

Công suất của phụ tải ổ cắm được tính toán theo suất phụ tải theo công thức:

P oi - Suất phụ tải ổ cắm (W/m2) của không gian thứ i; Suất phụ ổ cắm được tra theo bảng 4.

S i - Diện tính (m2) của không gian thứ i. a1 Tính toán công suất cho phụ tải chiếu sáng

Phụ tải điện chiếu sáng được liệt kê và tính toán chiếu sáng trong bảng sau:

Khu vực Vị trí phòng Số lượng Diện tích

Cường độ chiếu sáng (Lux)

Cos phi (đèn LED) Số đèn Công suất (W)

Dốc xe ra vào hầm 1.000 172.630 300.000 73984.286 0.950 31.000 620.000 0.653 Cầu thang bộ 3.000 11.000 150.000 2357.143 0.950 1.000 60.000 0.063 Buồng chờ cầu thang bộ 3.000 2.655 150.000 568.929 0.950 1.000 60.000 0.063

WC (B2.03) 2.000 21.668 150.000 4643.143 0.950 2.000 80.000 0.084 Các phòng kỹ thuật (B2.02) 1.000 369.660 200.000 105617.143 0.950 45.000 900.000 0.947

Dốc xe ra vào hầm 1.000 72.249 300.000 30963.857 0.950 13.000 260.000 0.274

Cầu thang bộ 3.000 11.000 150.000 2357.143 0.950 1.000 60.000 0.063 Buồng chờ cầu thang bộ 3.000 2.655 150.000 568.929 0.950 1.000 60.000 0.063

WC (B1.03) 2.000 21.668 150.000 4643.143 0.950 2.000 80.000 0.084 Các phòng kỹ thuật (B1.01) 1.000 122.339 200.000 34954.000 0.950 15.000 300.000 0.316 Kho siêu thị

Sảnh nhập hàng (B1.04) 1.000 62.387 100.000 8912.429 0.950 4.000 80.000 0.084 Khu vực để xe

Buồng chờ cầu thang bộ 3 2.655 150 568.929 0.95 1.000 60.000 0.063

Bảng 8 Tính toán công suất cho phụ tải chiếu sáng tầng hầm 2 – lầu 2 a2 Tính toán công suất cho phụ tải ổ cắm

Số lượng phòng Loại ổ cắm Số lượng

Hệ số đồng thời (Ks)

Hệ số sử dụng (Ku)

Công suất biểu kiến (KVA)

Hầm 2 Toàn bộ ổ cắm đôi 3 chấu âm tường(16A) 20 20000 0.3 0.85 0.85 6

Hầm 1 Toàn bộ ổ cắm đôi 3 chấu âm tường(16A) 20 20000 0.3 0.85 0.85 6

1580.9 1 ổ cắm đôi 3 chấu âm tường(16A) 5 7500 0.3 0.85 0.85 2.25

1021.389 ổ cắm đôi 3 chấu âm tường(16A)

Thay đồ nghỉ nhân viên

18 1 ổ cắm đôi 3 chấu âm tường(16A) 2 2000 0.3 0.85 0.85 0.6

257.458 1 ổ cắm đôi 3 chấu âm tường(16A) 10 10000 0.3 0.85 0.85 3

247.269 1 ổ cắm đôi 3 chấu âm tường(16A)

Bảng 9 Tính toán công suất phụ tải ổ cắm hầm 2 – tầng 2 b Nhóm phụ tải động lực

- Nhóm phụ tải bơm nước+thông gió

- Nhóm phụ tải điều hòa

- Nhóm phụ tải thang máy

PĐL = PTM + PBT + PĐH (kW)

Công suất của phụ tải động lực nhỏ được tính theo công thức sau:

K S là hệ số đồng thời của nhóm phụ tải động lực nhỏ

P* ĐLi - Công suất điện định mức của phụ tải động lực nhỏ thứ i c Tính toán phụ tải ưu tiên

Phụ tải ưu tiên bao gồm các nhóm phụ tải sau:

Nhóm phụ tải bơm nước, thông gió.

Nhóm phụ tải thang máy.

Nhóm phụ tải phòng cháy chữa cháy c1 Phụ tải bơm nước

Mỗi loại bơm được lựa chọn dựa trên đặc tính làm việc riêng của từng hãng Để tính công suất bơm một cách nhanh chóng, có thể dựa vào lưu lượng và cột áp, ngay cả khi chưa có bảng đặc tính bơm.

Trong đó: S là hiệu suất bơm (0.8 0.9)

Ngoài ra cần lấy hệ số dư tải (an toàn) cho bơm:

Có thể đưa về công thức đơn giản:

S- hiệu suất bơm Áp dụng cho bài toán: đặt bơm ở vị trí ngầm 5,6m so với mặt sàn của tòa nhà, đẩy nước lên chiều cao tòa nhà có tổng chiều cao từ mặt đất đến vị trí đặt bể nước là 51m; lưu lượng bơm của bơm 27m3/h.

Công suất của bơm cần tính cho tòa nhà là:

Tòa nhà được thiết kế với 3 khối, mỗi khối sử dụng 1 bơm công suất 8kW, 1 bơm dự phòng công suất 8kW và 1 bơm thoát thải công suất 8kW Tổng cộng, hệ thống có 9 bơm công suất 8kW, bao gồm 3 bơm dự phòng, đáp ứng nhu cầu vận hành hiệu quả và ổn định cho toàn bộ tòa nhà.

Lưu lượng không khí cần thiết

Lưu lượng gió của quạt (m3/h )

Bảng 10 Công suất tính toán phụ tải thông gió c3 Phụ tải thang máy

Chọn thang máy có công suất 15kW

Tổng công suất tính toán 90kW c4 Phụ tải bơm chữa cháy

Máy bơm chữa cháy là thiết bị thiết yếu trong việc cung cấp nước và áp lực cần thiết cho hệ thống chữa cháy ở các tòa nhà chung cư, đặc biệt khi nguồn cung cấp nước không đủ Việc xác định nhu cầu sử dụng máy bơm chữa cháy nên được thực hiện sớm, lý tưởng là trong giai đoạn phát triển dự án Để quyết định có cần máy bơm chữa cháy hay không, cần so sánh nhu cầu của hệ thống chống cháy với nguồn cung cấp nước hiện có Nếu nguồn cung không đáp ứng được yêu cầu về áp suất và lưu lượng, thì việc lắp đặt máy bơm chữa cháy là cần thiết Ngược lại, nếu nguồn cung cấp nước đủ khả năng đáp ứng các yêu cầu này, máy bơm chữa cháy sẽ không cần thiết.

Kiểm tra dòng chảy vòi là phương pháp quan trọng để phân tích nguồn cung cấp nước trong hệ thống chữa cháy Việc đo lường áp suất tĩnh và áp suất dư, cùng với dữ liệu tốc độ dòng chảy từ các thông số của máy bơm, giúp xác định khả năng cung cấp lượng nước cần thiết và áp suất dư còn lại Để giảm thiểu sai sót trong ước tính tính toán thủy lực, việc thu thập dữ liệu thử nghiệm gần với hệ thống ngăn chặn cháy là rất hữu ích.

Tòa nhà chung cư 10 tầng

Tưới nước: 0,1 gpm / ft 2 x 3300 ft 2 = 330 gpm

Tưới nước + 30% chi phí: 330 x 1.3 = 429 gpm ống: 100 gpm

Nhu cầu dòng chảy cần thiết cho hệ thống sprinkler là 529 gpm Nếu ngọn lửa kết nối không đáp ứng đủ lưu lượng này, cần lắp đặt một bể chứa nước và bơm để đảm bảo cung cấp đủ nước Sau khi xác định được yêu cầu về dòng chảy, bước tiếp theo là tính toán áp suất cần thiết để vận hành hệ thống sprinkler Đường ống chính của hệ thống sprinkler sẽ được tính toán dựa trên công thức phù hợp.

Trong đó: D: đường kinh ống (m)

Q: lưu lượng trong ống (l/s) V: vận tốc chữa cháy (=2,5m/s)

Để tính toán áp lực cần thiết cho hệ thống sprinkler, cần xem xét áp suất tại đầu sprinkler từ xa và cộng thêm các tổn thất áp suất khác Áp suất tối thiểu yêu cầu tại đầu sprinkler thường là 7 psi, nhưng nên sử dụng giá trị cao hơn Khi làm việc ngược lại từ nguồn cung cấp, áp suất hệ thống sprinkler ước tính khoảng 20 psi, đây là hướng dẫn cho các hệ thống phun nước đơn giản Tuy nhiên, với các hệ thống phức tạp hơn do bố cục sàn lạ, vật cản, và chiều cao trần không đồng đều, cần điều chỉnh ước tính và có thể lắp thêm bình tích áp để cải thiện áp lực.

Tổn thất ma sát trong hệ thống cấp nước có thể được ước tính dựa trên kích thước ống, độ dài ống, phụ kiện và chiều dài ống tương đương Để tính toán tổn thất áp suất do ma sát, cần xác định tổn thất ma sát trên mỗi chân và nhân với tổng chiều dài của đường ống để tìm ra áp suất bị mất Độ cao cũng là yếu tố quan trọng trong tổn thất áp suất, với 0.433 psi bị mất cho mỗi chân độ cao cần vượt qua Ngoài ra, các phụ kiện như ngăn ngừa dòng chảy ngược và bộ lọc cũng cần được tính đến vì chúng góp phần vào áp suất bị mất khi nước chảy qua.

Tính toán cho thấy áp lực cung cấp được yêu cầu:

Phun nước từ xa: 10 psi

Tưới áp lực hệ thống phun nước: 20 psi

Tổn thất ma sát từ nguồn cung cấp cho hệ thống sprinkler: 10 psi Độ cao: 21 psi

Van Chống Chảy Ngược: 7 psi

Hệ số an toàn: 10 psi

Tổng áp lực yêu cầu: 78 psi

Hiện tại, yêu cầu về lưu lượng và áp suất đã được xác định và cần được so sánh với công suất dòng chảy cùng áp suất hiện có.

Hệ thống sprinkler được kết nối với nguồn nước chính của thành phố, với dữ liệu thử nghiệm cho thấy áp lực tĩnh đạt 65 psi và 40 psi trong khi lưu lượng nước là 500 gpm Mặc dù cung cấp nước có thể đáp ứng yêu cầu dòng chảy, nhưng áp lực hiện có không đủ để đáp ứng yêu cầu cần thiết cho hệ thống.

Do đó, cần có một máy bơm chữa cháy để tăng áp suất lên 38 psi trong khi đáp ứng tốc độ dòng yêu cầu.

Khi lựa chọn máy bơm chữa cháy, cần chú ý đến lưu lượng định mức và công suất áp suất Đối với tòa nhà này, luồng yêu cầu là 529 gpm, và máy bơm cần hoạt động ở mức 150% lưu lượng định mức của chúng Do đó, không nhất thiết phải chọn máy bơm có công suất đúng với nhu cầu dòng chảy, vì điều này có thể dẫn đến việc sử dụng máy bơm quá khổ.

Khi nhu cầu dòng chảy là 295 gpm, một máy bơm chữa cháy có công suất 200 gpm có thể đáp ứng yêu cầu này, nhưng điểm thiết kế nên nằm dưới 150% đường cong định mức Thông thường, lựa chọn điểm thiết kế trong khoảng từ 115% đến 135% lưu lượng định mức là ưu tiên hàng đầu Do đó, nên chọn một máy bơm 400 gpm để đảm bảo hiệu suất tối ưu Thiết kế quá gần với đường cong 150% có thể gây ra các vấn đề tiềm ẩn trong suốt vòng đời của hệ thống, vì vậy cần phân tích đường cong bơm cụ thể để đạt hiệu quả cao nhất.

Theo các catalogue của nhà sản xuất, ta lựa chọn máy có công suất khoảng 40kW.

Công suất nhóm phụ tải ưu tiên:

Ptt (ưu tiên) = Ptt(bt)+Ptt(tm)+Ptt(pccc) = 192kW. d Nhóm phụ tải điều hòa

Hệ số đồng thời ks = 1

Hệ số sử dụng ku = 1

Công suất lạnh lựa chọn của điều hòa được chọn ở bảng tính excel.

3.3.2 Tính toán phụ tải khu vực căn hộ (tầng 3 – tầng 10)

3.3.2.1 Phụ tải chiếu sáng a Căn hộ loại A

Công suất tính toán phụ tải chiếu sáng 261W b Căn hộ loại B

Công suất tính toán phụ tải chiếu sáng 198W c Căn hộ loại C

Công suất tính toán phụ tải chiếu sáng 153W d Căn hộ loại D

Công suất tính toán phụ tải chiếu sáng 279W e Căn hộ loại E

Công suất tính toán phụ tải chiếu sáng 270W

Số căn hộ mỗi loại ở mỗi tầng là 3

Tổng công suất tính toán cho phụ tải chiếu sáng từ tầng 3 đến 10 là:

Tổng hợp phân bố ổ cắm trong căn hộ:

Loại căn hộ Diện tích

Phòng khách 13.951 3 ổ cắm đôi 3 chấu âm tường(16A)

Phòng bếp 18.495 3 ổ cắm đôi 3 chấu âm tường(16A)

Phòng ngủ 1 12.368 3 ổ cắm đôi 3 chấu âm tường(16A) 2 2000

Phòng ngủ 2 15.414 3 ổ cắm đôi 3 chấu âm tường(16A)

Phòng khách + bếp 18.483 3 ổ cắm đôi 3 chấu âm tường(16A)

Phòng khách 19.817 3 ổ cắm đôi 3 chấu âm tường(16A) 2 3000

Phòng bếp 14.329 3 ổ cắm đôi 3 chấu âm tường(16A) 2 4000

Bảng 11 Công suất đặt của phụ tải ổ cắm các loại căn hộ

Tổng công suất đặt cho phụ tải ổ cắm mỗi loại căn hộ:

Tổng công suất đặt cho phụ tải căn hộ tầng 3 – 10:

Công suất tổng phủ tải ổ cắm

Tổng công suất tính toán cho tòa nhà: 524.64kW

Lựa chọn Máy biến áp và Máy phát dự phòng – Cải thiện hệ số công suất

Chọn máy phát điện dự phòng

Theo yêu cầu của chủ đầu tư, máy phát điện sẽ được thiết kế để cung cấp điện cho các phụ tải ưu tiên, đảm bảo hoạt động liên tục cho những thiết bị quan trọng trong trường hợp xảy ra sự cố Đối với các chung cư, phụ tải ưu tiên bao gồm máy bơm, thang máy, chiếu sáng hành lang, cầu thang và hệ thống phòng cháy chữa cháy.

Theo công suất tính toán cho phụ tải ưu tiên là 192kW, chọn hệ số đồng thời là 0.8, hệ số công suất là 0.85.

Tính được công suất biểu kiến S tt là 180.70kVA

Hệ số dự phòng là 10%

Chọn máy phát điện dự phòng có công suất 220 KVA - Máy Phát Điện Cummins Power Generation 220KVA – C220D5E, với thông số như sau[ CITATION Máy \l 1066 ]:

 Công Suất Dự Phòng: 220 KVA

 Công Suất Liên Tục: 200 KVA

 Số Vòng Quay: 1500 Vòng/Phút

 Kiểu Kích Từ: Tự động điều chỉnh điện áp

 Cấp Bảo Vệ / Cấp Cách Điện: IP23 / H

 Kiểu Khởi Động: Đề nổ

Hình ảnh 2 Máy Phát Điện Cummins Power Generation 220KVA –

Bảng tổng hợp lựa chọn công suất máy biến áp và máy phát điện dự phòng:

Thiết bị Máy biến áp Máy phát dự phòng

Dự phòng/Hệ số an toàn 1.1 1.1

Tổng công suất biểu kiến (kVA) 590.085 180.706

Bảng 12 Công suất tính toán máy biến áp và máy phát dự phòng

Cải thiện hệ số công suất

4.3.1 Những lợi ích của việc cải thiện hệ số công suất

Cải thiện hệ số công suất giúp tiết kiệm chi phí điện năng, cho phép sử dụng máy biến áp, thiết bị đóng cắt và cáp nhỏ hơn, đồng thời giảm thiểu tổn thất điện năng và sụt áp trong mạng điện.

Hệ số công suất cao giúp tối ưu hóa các phần tử cung cấp điện, giảm thiểu nhu cầu về thiết bị điện thừa Để đạt hiệu quả tối ưu, cần đặt tụ điện gần từng phần tử của thiết bị tiêu thụ công suất phản kháng.

Cải thiện hệ số công suất mang lại nhiều lợi ích, trong đó có việc giảm giá thành điện Tại một số quốc gia, các nhà phân phối điện sẽ cung cấp công suất phản kháng miễn phí theo quy định về dịch vụ cung cấp điện.

Năng lượng phản kháng đạt 40% năng lượng tác dụng (tanϕ=0,4) và có thể duy trì trong tối đa 16 giờ mỗi ngày, từ 6h đến 22h, trong thời gian tải cao nhất, thường diễn ra vào mùa đông.

Trong các giai đoạn sử dụng điện, nếu năng lượng phản kháng vượt quá 40% năng lượng tác dụng, người sử dụng sẽ phải thanh toán cho phần năng lượng phản kháng vượt mức này Để tối ưu hóa chi phí, một giải pháp hiệu quả là giảm kích cỡ dây dẫn.

Khi cải thiện hệ số công suất có nghĩa là cosφ tăng lên mà hệ số công suất liên hệ với dòng điện tải - I(A) theo công thức: os

Trong đó: P: là công suất tác dụng hay công suất thực, kW m: là số pha, m=1 hoặc m=3

U: là điện áp pha, (kV) I: là dòng điện tải, (A)

Khi cosφ tăng, trong khi P và U giữ nguyên, thì dòng điện I sẽ giảm Điều này cho phép chúng ta lựa chọn dây dẫn có kích thước nhỏ hơn, từ đó giảm chi phí đầu tư.

Bảng sau chỉ ra sự tăng kích thước cáp khi hệ số công suất thay đổi từ 1 đến 0,4

Bảng Bội số tiết diện cáp là hàm của cosφ

Bội số tiết diện lõi cáp 1 1,25 1,67 2,5 cosφ 1 0,8 0,6 0,4

Bảng 13 Bội số tiết diện lõi cáp c Giảm tổn thất công suất trên đường dây

Tổn thất công suất trên đường dây được tính theo công thức sau:

Khi S giảm, tổn thất công suất tác dụng và công suất phản kháng đều giảm theo Tổn hao trong dây dẫn tỷ lệ với bình phương dòng điện và được đo bằng công tơ mét (kWh) Việc giảm 10% dòng điện tổng qua dây dẫn có thể làm giảm tổn thất khoảng 20%.

Sụt áp trên dây/cáp được tính theo công thức sau:

Sau khi bù công suất phản kháng thì Q giảm và sụt áp sẽ giảm đi.

Các tụ điện điều chỉnh hệ số công suất, hay còn gọi là tụ bù, có khả năng giảm hoặc loại bỏ hoàn toàn dòng điện phản kháng trong các dây dẫn trước vị trí bù Nhờ đó, tụ bù giúp giảm thiểu hoặc triệt tiêu hiện tượng sụt áp trong hệ thống điện.

Chú ý: việc bù dư sẽ dẫn đến hiện tượng tăng điện áp trên các tụ. e Gia tăng khả năng mang tải

Cải thiện hệ số công suất của tải từ máy biến áp giúp giảm dòng điện đi qua máy biến áp, từ đó cho phép kết nối thêm tải vào thiết bị này.

Hình ảnh 3 Giản đồ công suất sau khi bù

Công suất tải ban đầu là S, nhưng sau khi cải thiện hệ số công suất, công suất tải giảm xuống còn S' (S' < S), cho phép chúng ta có thể kết nối thêm tải vào máy biến áp.

Cải thiện hệ số công suất là giải pháp tiết kiệm hơn so với việc thay thế máy biến áp có dung lượng lớn hơn khi nhu cầu công suất phụ tải tăng cao.

4.3.2 Các biện pháp nâng cao hệ số công suất a Các biện pháp nâng cao hệ số cosφ tự nhiên

Thay đổi và cải tiến quy trình công nghệ để các thiết bị điện làm việc ở chế độ hợp lý nhất.

Máy bơm và máy quạt tiêu thụ nhiều điện, do đó cần điều chỉnh tốc độ và lưu lượng khi hoạt động song song để tiết kiệm năng lượng Các lò điện như điện trở, điện cảm và hồ quang có công suất lớn và thường vận hành liên tục, vì vậy cần phân bổ thời gian làm việc đều trong ba ca để tránh căng thẳng trong cung cấp điện.

Thay thế động cơ không đồng bộ làm việc non tải bằng động cơ có công suất nhỏ hơn.

Để tối ưu hóa quy trình công nghệ, cần sắp xếp hợp lý dựa trên điều kiện cụ thể, giảm thiểu các động tác và nguyên công thừa, đồng thời áp dụng các phương pháp gia công tiên tiến Những cải tiến này không chỉ giúp tiết kiệm điện năng mà còn giảm thiểu mức tiêu thụ điện cho mỗi sản phẩm Bên cạnh đó, nâng cao hệ số công suất cosφ thông qua phương pháp bù công suất phản kháng cũng là một giải pháp hiệu quả.

Biện pháp bù công suất phản kháng này sử dụng các thiết bị bù: b1 Tụ điện

Tụ điện là thiết bị điện tĩnh hoạt động với dòng điện lớn hơn điện áp, tạo ra công suất phản kháng Q cho mạng Với ưu điểm như tổn thất công suất tác dụng thấp và không có phần quay, tụ điện dễ lắp ráp và bảo quản Chúng được chế tạo thành các đơn vị nhỏ, cho phép ghép dần vào mạng theo sự phát triển của phụ tải, giúp nâng cao hiệu suất sử dụng mà không cần đầu tư lớn ngay từ đầu.

Tụ điện có nhược điểm là nhạy cảm với biến động điện áp, với điện tích (Q) sinh ra tỷ lệ với bình phương của điện áp Cấu trúc chắc chắn của tụ điện có thể bị phá hỏng khi xảy ra ngắn mạch, và khi điện áp vượt quá 110% Uđm, tụ điện dễ bị chọc thủng, do đó không được phép vận hành Khi kết nối tụ điện vào mạng có dòng điện xung, điện áp dư vẫn tồn tại trên cực của tụ điện khi cắt ra khỏi mạng, gây nguy hiểm cho nhân viên vận hành.

Tụ điện được sản xuất để dùng ở cấp điện áp 6-22KV và 0,4KV. b2 Máy bù đồng bộ

Lựa chọn phương án cấp điện

Nguồn cung cấp điện

Nguồn cung cấp điện chính cho công trình được lấy từ lưới điện trung thế 22kV của khu vực đến

Công trình được thiết kế lắp đặt một trạm biến áp 750kVA-22/0,4KV tại phòng máy biến áp trong khuôn viên, nhằm cung cấp điện cho toàn bộ phụ tải Bên cạnh đó, còn có một trạm máy phát điện dự phòng được bố trí trong công trình.

Máy phát điện dự phòng có công suất 200kVA, điện áp 380/220V và tần số 50Hz, cung cấp điện cho toàn bộ phụ tải ưu tiên của công trình khi xảy ra sự cố mất điện lưới thông qua bộ chuyển mạch tự động (ATS).

5.2 Chế độ vận hành của hệ thống a Chế độ hoạt động bình thường (chạy điện lưới)

Toàn bộ phụ tải của công trình được cấp điện từ máy biến áp (MBA), trong khi máy phát điện không hoạt động Khi mất điện lưới, hệ thống sẽ chuyển sang chế độ hoạt động bằng cách khởi động máy phát.

Máy phát điện tự động kích hoạt khi mất điện lưới, thông qua bộ chuyển nguồn ATS, cung cấp nguồn cho toàn bộ phụ tải loại 1 của tòa nhà từ tủ hòa đồng bộ máy phát Hệ thống cũng sẽ tự động tích hợp và loại bỏ một số phụ tải đã được xác định trước, đảm bảo hoạt động ổn định trong chế độ có cháy.

Khi xảy ra cháy, tín hiệu báo cháy sẽ tự động ngắt các ACB tổng của tủ điện tùy thuộc vào vị trí của đám cháy Điều này đảm bảo rằng tủ điện phục vụ cho công tác chữa cháy luôn có nguồn điện ổn định trong mọi tình huống.

5.3 Chọn phương án cấp điện

5.3.1 Lựa chọn sơ đồ cấp điện mạng trung áp

Các cách đấu nối chủ yếu: Đường dây đơn Đường mạch vòng kín (Ring-Main)

Hai mạch/nguồn cấp-1 thanh cái

Hình ảnh 4 Các cách đấu nối chủ yếu

Do tòa nhà lớn, nằm ở khu đô thị có mật độ tương đối cao, nên ta sẽ chọn sơ đồ mạch vòng kín (Ring – Main).

Nguồn cung cấp điện cho công trình được lấy từ lưới điện trung thế 22kV vào tủ trung thế hợp bộ Chúng tôi chọn tủ RMU (Ring Main Unit) SF6 của Schneider do tính năng tích hợp các phần tử đóng cắt, kết nối, đo lường và bảo vệ trong một thiết kế nhỏ gọn Sản phẩm này nổi bật với độ tin cậy cao, an toàn và dễ dàng trong bảo trì, thay thế và mở rộng.

5.3.2 Buồng hạ thế và tủ phân phối

Tại tủ buồng hạ thế bao gồm tủ điện tổng, tủ bù, tủ phân phối, tủ ATS để cung cấp và phân phối điện cho tòa nhà.

Tủ điện tổng là thiết bị đặt trên sàn, có chức năng đo dòng điện và điện áp cho các lộ cấp điện chính, thường được bố trí tại tầng hầm Trong hệ thống điện, thường sử dụng hai tủ điện tổng: tủ MSB1 để cung cấp điện cho các phụ tải ưu tiên và tủ MSB2 dành cho phụ tải căn hộ cùng hệ thống điều hòa trung tâm.

Chọn phương án cấp điện

5.3.1 Lựa chọn sơ đồ cấp điện mạng trung áp

Các cách đấu nối chủ yếu: Đường dây đơn Đường mạch vòng kín (Ring-Main)

Hình ảnh 4 Các cách đấu nối chủ yếu

Do tòa nhà lớn, nằm ở khu đô thị có mật độ tương đối cao, nên ta sẽ chọn sơ đồ mạch vòng kín (Ring – Main).

Nguồn cung cấp điện cho công trình được lấy từ lưới điện trung thế 22kV và đưa vào tủ trung thế hợp bộ Chúng tôi lựa chọn tủ RMU SF6 của Schneider vì đây là thiết bị tích hợp các phần tử đóng cắt, kết nối, đo lường và bảo vệ với thiết kế nhỏ gọn, độ tin cậy cao, an toàn, dễ bảo dưỡng, thay thế và mở rộng.

5.3.2 Buồng hạ thế và tủ phân phối

Tại tủ buồng hạ thế bao gồm tủ điện tổng, tủ bù, tủ phân phối, tủ ATS để cung cấp và phân phối điện cho tòa nhà.

Tủ điện tổng là thiết bị đặt trên sàn, bao gồm đồng hồ đo dòng điện và điện áp cho các lộ cấp điện chính, thường được lắp đặt tại tầng hầm Trong hệ thống điện, tủ MSB1 được sử dụng để cung cấp điện cho các phụ tải ưu tiên, trong khi tủ MSB2 phục vụ cho phụ tải căn hộ và hệ thống điều hòa trung tâm.

Tại các tầng bố trí các tủ điện tầng, tủ điện hành lang để phân phối điện cho các căn hộ và chiếu sáng hành lang.

Tủ điện tầng được trang bị máy ngắt điện tự động kiểu MCCB và công tơ điện để đo đếm điện năng tiêu thụ cho từng căn hộ.

Hệ thống thanh dẫn Busway bằng đồng cung cấp điện cho các tủ điện ở các tầng từ 5 đến 10 và hệ thống điều hòa Điện được cấp từ tủ điện tổng MSB2 thông qua Busway Tại phòng kỹ thuật điện ở mỗi tầng, các hộp phân nhánh PLUGIN được lắp aptomat để lấy điện từ thanh dẫn vào các tủ điện tầng.

Cáp điện từ tủ điện tầng đến tủ điện căn hộ sử dụng loại cáp CU/XLPE/PVC và được lắp đặt trên máng cáp Đối với hệ thống thang máy, bơm nước và bơm cứu hỏa, cáp điện được kéo từ tủ điện tổng đến các tủ điện thang máy và bơm nước, được hỗ trợ bởi thang cáp dọc theo hộp kỹ thuật lên các tầng trên.

Lưới phân phối điện trong căn hộ được thiết kế với dây lõi đồng cách điện PVC, được luồn trong ống nhựa cứng và đi ngầm theo kết cấu xây dựng Hệ thống này kết nối từ tủ điện đến các công tắc, ổ cắm, đèn và các thiết bị điện khác, đảm bảo an toàn và hiệu quả trong việc cung cấp điện năng.

Chọn dây dẫn và thiết bị bảo vệ, tính toán ngắn mạch

Cơ sở lí thuyết

6.1.1 Tính toán chọn dây dẫn a Tổng quan

Chọn dây dẫn là một nhiệm vụ quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong hệ thống điện Việc lựa chọn dây dẫn không phù hợp có thể dẫn đến sự cố chập mạch, do dây bị quá nhiệt và hư hỏng cách điện Điều này không chỉ giảm độ tin cậy trong cung cấp điện mà còn có thể gây ra những hậu quả nghiêm trọng Ngoài việc đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật, việc lựa chọn dây dẫn cũng cần phải cân nhắc các yếu tố kinh tế để đảm bảo hiệu quả chi phí.

Cáp điện cao áp và thấp áp có nhiều loại, bao gồm cáp đồng, cáp nhôm, và các loại cáp với một đến bốn lõi Chúng thường được cách điện bằng cao su, giấy, thủy tinh hoặc nhựa tổng hợp Đối với điện áp từ 110kV đến 220kV, cáp thường sử dụng cách điện bằng dầu hoặc khí Cáp dưới 10kV thường được thiết kế theo kiểu ba pha trong một vỏ chì, trong khi cáp trên 10kV được bọc riêng từng pha Cáp có điện áp từ 1000V trở xuống thường được cách điện bằng giấy tẩm dầu, cao su hoặc nhựa tổng hợp.

Dây dẫn ngoài trời thường có cấu trúc là dây trần một sợi, nhiều sợi hoặc dây rỗng ruột, trong khi dây dẫn trong nhà thường được bọc cách điện bằng cao su hoặc nhựa Khi chọn dây, cần chú ý đến các yêu cầu cụ thể để đảm bảo an toàn và hiệu suất sử dụng.

Khi lựa chọn dây dẫn, cần xem xét các yêu cầu về cách điện, độ bền cơ, điều kiện lắp đặt và chi phí, nhằm đảm bảo đáp ứng các tiêu chí kỹ thuật, an toàn và hiệu quả kinh tế.

Trong mạng điện chung cư, dây dẫn và cáp thường được chọn theo hai điều kiện sau:

Chọn theo điều kiện phát nóng cho phép.

Chọn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép. c Nguyên tắc chọn dây dẫn

Khi chọn dây cho lưới hạ thế (

Định dạng
Số trang	96
Dung lượng	1,7 MB